阴离子交换膜(AEM)即阴离子膜,是一类含有碱性活性基团的高分子聚合物膜。阴离子交换膜对阴离子具有选择透过性,作用是隔离氧化剂和还原剂、传导阴离子。
阴离子交换膜是分离装置、提纯装置、电化学装置、电能转换装置的重要组成部分,在氯碱、水处理、电化学、能源开发、湿法冶金、重金属回收等领域应用广泛。在电化学领域,作为电池隔膜,阴离子交换膜可用于液流储能电池、阴离子交换膜电解水(AEM)制氢设备、碱性阴离子交换膜燃料电池、超级电容器等方面。
电解水制氢技术主要分为质子交换膜电解水制氢技术(PEM)、碱性电解水制氢技术(ALK)、阴离子交换膜电解水制氢技术(AEM)以及固体氧化物电解水制氢技术(SOEC)四种,目前ALK技术是电解水制氢市场主流技术。AEM技术是一种新电解水制氢技术,兼具ALK技术的低成本优势和PEM技术的高效率优势。
目前我国以AEM技术为主的制氢设备较少,2023年主要有稳石氢能、中电绿波、亿纬氢能三家企业下线相关制氢设备。但AEM技术兼具成本、效率及高电密优势,是目前电解水制氢市场关注焦点,未来应用占比有望提升。作为AEM水电解制氢设备的核心材料,阴离子交换膜市场发展前景广阔。
从全球市场来看,2022年,全球阴离子交换膜市场规模约2.7亿美元,预计2028年,这一市场规模将达到4.0亿美元以上。全球阴离子交换膜市场主要分布在北美、欧洲及亚太地区,日本、中国等国家是亚太地区阴离子交换膜主要生产国家,2022年,我国离子交换膜行业产量约7.6万平方米。
阴离子交换膜行业存在一定的技术、资金壁垒,行业准进入门槛较高,导致市场相对集中,全球阴离子交换膜相关供应商有AGC、Astom、日本富士、Ionomr Innovations、美国Versogen、山东天维膜、武汉立膜科技、稳石氢能等。我国阴离子交换膜市场供不应求,市场需求仍依赖进口。
阴离子交换膜应用场景广泛,近年来,得益于能源转换速度加快、氢能产业发展,阴离子交换膜市场需求不断释放,行业规模随之扩大。阴离子交换膜技术门槛高,国外企业占据市场主导地位,我国市场需求依赖进口,未来国内企业仍需加大研发投入及创新能力,以增强自身竞争力。